KR20230094497A - Verification device of light brightness sensor for growing device of single crystal ingot - Google Patents

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KR20230094497A
KR20230094497A KR1020210183714A KR20210183714A KR20230094497A KR 20230094497 A KR20230094497 A KR 20230094497A KR 1020210183714 A KR1020210183714 A KR 1020210183714A KR 20210183714 A KR20210183714 A KR 20210183714A KR 20230094497 A KR20230094497 A KR 20230094497A
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light brightness
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최준혁
나광하
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에스케이실트론 주식회사
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Abstract

실시예는 챔버; 상기 챔버의 하부에 구비되어, 도가니를 회전 및 승하강시키는 지지부재; 상기 챔버의 상부에 구비되어 단결정 잉곳이 인상되는 영역을 제공하는 인상 챔버; 상기 인상 챔버의 측면에 구비되어 상기 도가니의 실리콘 융액으로부터 성장되는 상기 단결정 잉곳의 외면을 측정하는 빛 밝기 센서; 상기 빛 밝기 센서의 상부에 구비되어 상기 단결정 잉곳 방향으로 레이저를 방출하는 레이저 지그; 및 상기 빛 밝기 센서의 하부에 구비되어, 상기 레이저의 직진도를 검증하는 직진도 검증 지그를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치를 제공한다.An embodiment includes a chamber; a support member provided at a lower part of the chamber to rotate and move the crucible up and down; a lifting chamber provided above the chamber to provide an area in which a single crystal ingot is pulled; a light brightness sensor provided on a side surface of the lifting chamber and measuring an outer surface of the single crystal ingot grown from the silicon melt of the crucible; a laser jig provided above the light brightness sensor and emitting a laser in the direction of the single crystal ingot; and a straightness verification jig provided below the light brightness sensor and verifying the straightness of the laser.

Description

단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치{VERIFICATION DEVICE OF LIGHT BRIGHTNESS SENSOR FOR GROWING DEVICE OF SINGLE CRYSTAL INGOT}Verification device for light brightness sensor of single crystal ingot growing device {VERIFICATION DEVICE OF LIGHT BRIGHTNESS SENSOR FOR GROWING DEVICE OF SINGLE CRYSTAL INGOT}

본 발명은 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 단결정 잉곳의 성장 중에 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 빛 밝기 센서의 광 직진도와 입사각을 검증하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for verifying a light brightness sensor of a single crystal ingot growing device, and more particularly, to a device for verifying the light straightness and incident angle of a light brightness sensor for measuring the diameter of a silicon single crystal ingot during growth of a silicon single crystal ingot. .

통상적인 실리콘 웨이퍼는, 단결정(Ingot)을 만들기 위한 단결정 성장 공정과, 단결정을 절삭(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 절삭공정과, 상기 절삭으로 인하여 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하는 연삭(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼를 경면화하고 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정 공정을 포함하여 이루어진다.A typical silicon wafer includes a single crystal growth process for making a single crystal (Ingot), a cutting process for obtaining a thin disk-shaped wafer by slicing the single crystal, and damage due to mechanical processing remaining on the wafer due to the cutting ( It includes a lapping process to remove damage, a polishing process to mirror the wafer, and a cleaning process to mirror the polished wafer and remove abrasives or foreign substances attached to the wafer.

상술한 공정 중 실리콘 단결정을 성장시키는 공정은, 고순도 실리콘 융액을 장입한 성장로를 고온에서 가열하여 원료를 용용한 후, 초크랄스키법(Czochralski Method, 이하 'CZ'법이라 함) 등으로 성장시킬 수 있으며, 본 특허에서 다루고자 하는 방법은 종자결정이 실리콘 융액 상부에 위치하여 단결정을 성장시키는 CZ법에 적용할 수 있다.Among the processes described above, in the process of growing a silicon single crystal, a growth furnace into which a high-purity silicon melt is charged is heated at a high temperature to melt the raw material, and then grown by the Czochralski Method (hereinafter referred to as the 'CZ' method) or the like. The method to be covered in this patent can be applied to the CZ method in which a seed crystal is located on top of a silicon melt to grow a single crystal.

도 1은 종래의 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional apparatus for growing a silicon single crystal ingot.

실시예에 따른 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치(1000)는 내부에 실리콘 융액(Si melt)으로부터 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)이 성장하기 위한 공간이 형성되는 챔버(100)와, 상기 실리콘 융액(Si melt)이 수용되기 위한 내부 도가니(200) 및 외부 도가니(250)와, 상기 내부, 외부 도가니(200, 250)를 가열하기 위한 가열부(400)와, 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)을 향한 가열부(400)의 열을 차단하기 위하여 도가니(200)의 상부에 위치되는 열차폐체(600)와, 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)의 성장을 위한 시드(미도시)를 고정하기 위한 시드척(10)과, 도가니(250)를 회전시키고 상승시키는 지지부재(300)을 포함하여 이루어진다.The apparatus 1000 for growing a silicon single crystal ingot according to the embodiment includes a chamber 100 in which a space for growing a silicon single crystal ingot from a silicon melt is formed, and the silicon melt An inner crucible 200 and an outer crucible 250 for accommodating, a heating part 400 for heating the inner and outer crucibles 200 and 250, and a heating part 400 facing the silicon single crystal ingot ), a heat shield 600 positioned above the crucible 200 to block heat, a seed chuck 10 for fixing a seed (not shown) for growing a silicon single crystal ingot, and a crucible It consists of a support member 300 for rotating and raising the 250.

성장되는 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)은 시드척(10)에 의하여 인상될 수 있는데, 상승되는 고온의 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)을 냉각시키기 위하여 수냉관(500)이 배치될 수 있다.The growing silicon single crystal ingot may be pulled up by the seed chuck 10, and a water cooling pipe 500 may be disposed to cool the rising high-temperature silicon single crystal ingot.

챔버(100)는 실리콘 융액(Si melt)으로부터 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)을 형성시키기 위한 소정의 공정들이 수행되는 공간을 제공한다.The chamber 100 provides a space in which predetermined processes for forming a silicon single crystal ingot from a silicon melt are performed.

내부, 외부 도가니(200, 250)는 실리콘 융액(Si melt)을 담을 수 있도록 챔버(100)의 내부에 구비될 수 있다. 내부 도가니(250)는 석영으로 이루어질 수 있고, 외부 도가니(250)는 흑연으로 이루어질 수 있다.The inner and outer crucibles 200 and 250 may be provided inside the chamber 100 to contain a silicon melt. The inner crucible 250 may be made of quartz, and the outer crucible 250 may be made of graphite.

외부 도가니(250)는 내부 도가니(200)가 열에 의하여 팽창될 경우를 대비하여, 2개 또는 4개로 분할되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 외부 도가니(250)가 2개로 분할될 경우, 2개의 부분 사이에는 간극이 형성되어, 내부 도가니(200)가 팽창되어도 외부 도가니(250)가 손상되지 않을 수 있다.The outer crucible 250 may be provided by being divided into two or four pieces in case the inner crucible 200 is expanded by heat. For example, when the outer crucible 250 is divided into two parts, a gap is formed between the two parts, so that the outer crucible 250 may not be damaged even when the inner crucible 200 is expanded.

챔버(100) 내에는 가열부(400)의 열이 방출되지 못하도록 단열재를 구비할 수 있다. 본 실시예에서는 내부, 외부 도가니(200, 250) 상부의 열차폐체(600)만이 도시되고 있으나, 내부, 외부 도가니(200, 250)의 측면과 하부에 각각 단열재가 배치될 수도 있다.A heat insulating material may be provided in the chamber 100 to prevent heat from the heating unit 400 from being released. In this embodiment, only the heat shield 600 on the upper part of the inner and outer crucibles 200 and 250 is shown, but insulating materials may be disposed on the side and lower sides of the inner and outer crucibles 200 and 250, respectively.

가열부(400)는 내부, 외부 도가니(200, 250) 내에 공급된 다결정의 실리콘을 녹여서 실리콘 융액(Si melt)으로 만들 수 있는데, 가열부(400) 상부에 배치되는 전류 공급 로드(미도시)로부터 전류를 공급받을 수 있다.The heating unit 400 can melt the polycrystalline silicon supplied into the inner and outer crucibles 200 and 250 to form a silicon melt. A current supply rod (not shown) disposed above the heating unit 400 Current can be supplied from

내부, 외부 도가니(200, 250)의 바닥면의 중앙에는 지지부재(300)가 배치되어내부, 외부 도가니(200, 250)를 지지할 수 있다. 내부, 외부 도가니(200, 250) 상부의 시드(미도시)로부터 실리콘 융액(Si melt)이 일부 응고되어 실리콘 단결정 잉곳(Ingot)이 성장될 수 있다.A support member 300 is disposed at the center of the bottom surface of the inner and outer crucibles 200 and 250 to support the inner and outer crucibles 200 and 250 . A silicon single crystal ingot may be grown by partially solidifying a silicon melt from a seed (not shown) on the inner and outer crucibles 200 and 250 .

상술한 장치를 사용하여 CZ법에 의하여 단결정 잉곳을 성장시킬 때, 실리콘 융액으로부터 성장되는 단결정 잉곳의 크기를 조절할 필요가 있으며, 시드의 인상 속도 내지 회전 속도에 따라 단결정 잉곳의 크기가 변할 수 있다.When growing a single crystal ingot by the CZ method using the above-described device, it is necessary to adjust the size of the single crystal ingot grown from the silicon melt, and the size of the single crystal ingot may vary depending on the pulling speed or rotation speed of the seed.

따라서, 실리콘 융액의 계면에서의 단결정 잉곳의 크기를 정확히 관찰할 필요가 있는데, 통상 챔버의 외부에 빛 밝기 센서 등을 구비하여, 실리콘 융액의 계면에서의 단결정 잉곳의 가장 자리에서 방출되는 빛을 상술한 빛 밝기 센서에서 측정하여 특허 숄더 내지 바디의 성장 상태를 확인하며 시드의 인상과 회전 속도를 측정할 수 있다.Therefore, it is necessary to accurately observe the size of the single crystal ingot at the interface of the silicon melt. Usually, a light brightness sensor is provided outside the chamber to measure the light emitted from the edge of the single crystal ingot at the interface of the silicon melt. By measuring with a light brightness sensor, it is possible to check the growth status of the patent shoulder or body, and to measure the impression and rotational speed of the seed.

그러나, 상술한 단결정 잉곳의 크기(직경) 측정은 다음과 같은 문제점이 있다.However, the above-mentioned measurement of the size (diameter) of the single crystal ingot has the following problems.

실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치 내의 각종 구성 부품들의 공차가 발생할 수 있고, 또한 성장 장치를 반복 사용하면 지지부재나 핫존 내의 다른 부품들의 위치가 조금씩 변경될 수 있다.Tolerances of various components in the silicon single crystal ingot growth apparatus may occur, and when the growth apparatus is repeatedly used, the position of the support member or other parts in the hot zone may be slightly changed.

따라서, 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 사용하여 반복하여 단결정 잉곳을 사용하는 중에도 단결정 잉곳의 크기를 정확히 측정할 필요가 있다.Therefore, it is necessary to accurately measure the size of the single crystal ingot even while repeatedly using the single crystal ingot by using the apparatus for growing the silicon single crystal ingot.

본 발명은 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 사용하여 반복하여 단결정 잉곳을 사용하는 중에도 단결정 잉곳의 크기를 정확히 측정하기 위하여, 단결정 잉곳의 크기 내지 지름을 빛 밝기 센서를 사용하여 정확하게 측정하고자 한다.The present invention intends to accurately measure the size or diameter of the single crystal ingot using a light brightness sensor in order to accurately measure the size of the single crystal ingot even while repeatedly using the silicon single crystal ingot growing device.

실시예는 챔버; 상기 챔버의 하부에 구비되어, 도가니를 회전 및 승하강시키는 지지부재; 상기 챔버의 상부에 구비되어 단결정 잉곳이 인상되는 영역을 제공하는 인상 챔버; 상기 인상 챔버의 측면에 구비되어 상기 도가니의 실리콘 융액으로부터 성장되는 상기 단결정 잉곳의 외면을 측정하는 빛 밝기 센서; 상기 빛 밝기 센서의 상부에 구비되어 상기 단결정 잉곳 방향으로 레이저를 방출하는 레이저 지그; 및 상기 빛 밝기 센서의 하부에 구비되어, 상기 레이저의 직진도를 검증하는 직진도 검증 지그를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치를 제공한다.An embodiment includes a chamber; a support member provided at a lower part of the chamber to rotate and move the crucible up and down; a lifting chamber provided above the chamber to provide an area in which a single crystal ingot is pulled; a light brightness sensor provided on a side surface of the lifting chamber and measuring an outer surface of the single crystal ingot grown from the silicon melt of the crucible; a laser jig provided above the light brightness sensor and emitting a laser in the direction of the single crystal ingot; and a straightness verification jig provided below the light brightness sensor and verifying the straightness of the laser.

빛 밝기 센서는, 상기 성장되는 단결정 잉곳의 지름 방향으로 이동하며 상기 단결정 잉곳의 직경을 측정할 수 있다.The light brightness sensor may measure the diameter of the single crystal ingot while moving in a diameter direction of the growing single crystal ingot.

빛 밝기 센서의 제1 몸체에 상하 방향으로 관통 홀이 구비되고, 레이저 지그에서 방출된 레이저는 상기 관통 홀을 통하여 상기 직진도 검증 지그로 진행할 수 있다.A first body of the light brightness sensor is provided with a through hole in a vertical direction, and a laser emitted from the laser jig may proceed to the straightness verification jig through the through hole.

직진도 검증 지그는 제2 몸체의 상면에 직선형 스케일이 구비되고, 상기 빛 밝기 센서의 이동에 따라 상기 레이저 지그에서 방출되는 광은, 상기 직선형 스케일 상에서 이동할 수 있다.The straightness verification jig has a linear scale provided on the upper surface of the second body, and the light emitted from the laser jig can move on the linear scale according to the movement of the light brightness sensor.

빛 밝기 센서의 검증 장치는, 지지부재의 상면에 구비되어 상기 레이저의 도달 위치를 측정하는 각도 측정 지그를 더 포함할 수 있다.The verification device of the light brightness sensor may further include an angle measurement jig provided on an upper surface of the support member to measure the arrival position of the laser.

빛 밝기 센서의 제1 몸체에 상하 방향으로 관통 홀이 구비되고, 상기 빛 밝기 센서의 하부에서 상기 챔버에 윈도우가 구비되고, 상기 레이저 지그에서 방출된 레이저는 상기 관통 홀과 상기 윈도우를 통하여 상기 각도 측정 지그로 진행할 수 있다.A first body of the light brightness sensor is provided with a through hole in a vertical direction, a window is provided in the chamber at a lower portion of the light brightness sensor, and the laser emitted from the laser jig passes through the through hole and the window at the angle. You can proceed with the measuring jig.

각도 측정 지그는 제3 몸체의 상면에 원형 스케일이 구비되고, 상기 지지부재의 승강에 따라, 상기 레이저 지그에서 방출되는 광은, 상기 원형 스케일 위에서 이동할 수 있다.The angle measuring jig has a circular scale on the upper surface of the third body, and light emitted from the laser jig may move on the circular scale according to the elevation of the support member.

빛 밝기 센서의 검증 장치는 각도 측정 지그와 인접하여 구비되는 무선 촬상 장치를 포함할 수 있다.The light brightness sensor verification device may include a wireless imaging device provided adjacent to the angle measurement jig.

무선 촬상 장치는, 상기 각도 측정 지그의 영상을 수신하는 카메라 및 상기 각도 측정 지그에 광을 출사하는 조명 장치를 포함할 수 있다.The wireless imaging device may include a camera that receives an image of the angle measuring jig and a lighting device that emits light to the angle measuring jig.

빛 밝기 센서의 검증 장치는, 지지부재를 승강하며, 상기 레이저 지그로부터 방출되어 복수의 높이의 상기 각도 측정 지그에 도달하는 레이저의 입사 위치를 측정할 수 있다.The light brightness sensor verification device may elevate the support member and measure incident positions of lasers emitted from the laser jig and reaching the angle measurement jig at a plurality of heights.

빛 밝기 센서의 검증 장치는, 복수의 높이의 각도 측정 지그에 입사된 상기 레이저의 입사 위치로부터, 상기 레이저의 입사 각도를 연산하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The light brightness sensor verification device may further include a control unit that calculates an incident angle of the laser from an incident position of the laser incident on the angle measurement jig having a plurality of heights.

본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치, 빛 발기 센서 위에 레이저 지그를 구비하고, 빛 밝기 센서의 제1 몸체의 관통홀을 통하여 레이저를 조사하고, 직진도 검증 지그에서 레이저의 직진도를 검증하여 빛 밝기 센서의 수평 이동을 확인하고, 각도 측정 지그에서 레이저의 입사각을 확인하여 빛 밝기 센서의 배치 각도를 확인할 수 있다.A verification device for the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus according to the present invention, having a laser jig on the light emission sensor, irradiating a laser through the through hole of the first body of the light brightness sensor, and You can check the horizontal movement of the light brightness sensor by verifying the straightness, and you can check the arrangement angle of the light brightness sensor by checking the incident angle of the laser in the angle measurement jig.

도 1은 종래의 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2에서 빛 밝기 센서와 레이저 지그 및 직진도 검증 지그를 상세히 나타낸 도면이고,
도 4a 및 도 4b는 도 3에서 레이저 검증 지그에 레이저가 조사되는 것을 나타낸 도면이고,
도 5는 도2의 지지부재 위에 구비되는 각도 측정 지그 및 무선 촬상 장치를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 2 내지 도 5에 도시된 장치를 사용하여 단결정 잉곳의 성장 장치의 빛 밝기 센서를 검증하는 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a conventional silicon single crystal ingot growth apparatus,
2 is a diagram showing an embodiment of a verification device of a light brightness sensor of a single crystal ingot growing apparatus according to the present invention;
3 is a view showing in detail the light brightness sensor, the laser jig, and the straightness verification jig in FIG. 2;
4a and 4b are diagrams showing that the laser is irradiated to the laser verification jig in FIG. 3;
5 is a view showing an angle measurement jig and a wireless imaging device provided on the support member of FIG. 2;
6 is a diagram illustrating a method of verifying a light brightness sensor of a single crystal ingot growth apparatus using the devices shown in FIGS. 2 to 5 .

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, examples will be described in order to explain the present invention in detail, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings to help understanding of the present invention.

그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.In addition, relational terms such as "first" and "second", "upper" and "lower" used below do not necessarily require or imply any physical or logical relationship or order between such entities or elements. As such, it may be used only to distinguish one entity or element from another entity or element.

도 2는 본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에서 빛 밝기 센서와 레이저 지그 및 직진도 검증 지그를 상세히 나타낸 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a verification device for a light brightness sensor of a single crystal ingot growing apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a view showing the light brightness sensor, a laser jig, and a straightness verification jig in FIG. 2 in detail.

본 발명에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치는, 빛 밝기 센서(2000)와 레이저 지그(2100)와 직진도 검증 지그(2200) 및 각도 측정 지그(2300)를 포함하며, 후술하는 무선 촬상 장치(2400)를 더 포함할 수 있다.The verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus according to the present invention includes a light brightness sensor 2000, a laser jig 2100, a straightness verification jig 2200, and an angle measurement jig 2300, which will be described later A wireless imaging device 2400 may be further included.

본 실시예에 따른 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치는, 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치(1000)의 챔버(1100)의 내부에서 내부 도가니(200) 및 외부 도가니와, 열차폐체와 수냉관 등이 제거된 상태에서 배치될 수 있으며, 도가니가 구비될 영역의 측면에 구비된 가열부(1400)도 제거될 수도 있다.The apparatus for verifying the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus according to the present embodiment includes an inner crucible 200 and an outer crucible, a heat shield and a water cooling tube in the chamber 1100 of the silicon single crystal ingot growing apparatus 1000. It may be disposed with the lamp removed, and the heating unit 1400 provided on the side of the region where the crucible is to be provided may also be removed.

챔버(1100)의 위에는 단결정 잉곳이 인상되는 영역을 제공하는 인상 챔버(1150)가 연장되어 배치될 수 있고, 챔버(1100) 내부의 하부 영역에는 후의 단결정 인상 공정에서 사용될 도가니를 회전 및 승하강시키는 지지부재(1300)가 구비되고, 인상 챔버(1150)의 측면에는 실리콘 융액으로부터 성장되는 상기 단결정 잉곳의 외면을 측정하는 빛 밝기 센서(2000)가 구비되고, 빛 밝기 센서(2000)의 상부에는 성장중인 단결정 잉곳(미도시) 방향으로 레이저를 방출하는 레이저 지그(2100) 및 빛 밝기 센서(2000)의 하부에 구비되어 레이저의 직진도를 검증하는 직진도 검증 지그(2200)가 구비될 수 있다.Above the chamber 1100, a lifting chamber 1150 may be extended and disposed to provide an area in which a single crystal ingot is pulled, and a lower area inside the chamber 1100 rotates and raises and lowers the crucible to be used in the subsequent single crystal pulling process. A support member 1300 is provided, and a light brightness sensor 2000 for measuring the outer surface of the single crystal ingot grown from the silicon melt is provided on the side of the pulling chamber 1150, and the upper portion of the light brightness sensor 2000 is provided with growth A laser jig 2100 for emitting laser in the direction of a single crystal ingot (not shown) and a straightness verification jig 2200 provided under the light brightness sensor 2000 to verify the straightness of the laser may be provided.

또한, 지지부재(1300)의 상면에는 레이저의 도달 위치를 측정하는 각도 측정 지그(2300)가 구비될 수 있다.In addition, an angle measuring jig 2300 for measuring the arrival position of the laser may be provided on the upper surface of the support member 1300 .

빛 밝기 센서(2000)는 인상 챔버(1150)의 측면에 연결 부재(2050)를 통하여 연결되고, 또한 성장되는 단결정 잉곳의 지름 방향, 즉 도면에서 수평 방향으로 이동하며 단결정 잉곳의 직경을 측정할 수 있다. 상세하게는, 빛 밝기 센서(2000)는 수광 소자로서 고온으로 밝게 빛나는 단결정 잉곳의 가장 자리에서 방출되는 광을 수신하여 단결정 잉곳의 지름 내지 크기를 측정할 수 있다.The light brightness sensor 2000 is connected to the side of the pulling chamber 1150 through a connecting member 2050, and moves in the diameter direction of the growing single crystal ingot, that is, in the horizontal direction in the drawing, and can measure the diameter of the single crystal ingot. there is. In detail, the light brightness sensor 2000 is a light-receiving element and can measure the diameter or size of the single-crystal ingot by receiving light emitted from the edge of the single-crystal ingot shining brightly at a high temperature.

이때, 장치의 사용에 따라서 각 부재들의 위치가 조금씩 어긋날 수 있으므로, 빛 밝기 센서(2000)의 고정 위치 내지 광을 수신하는 방향이 변경되었는지 확인할 필요가 있다.At this time, since the position of each member may be slightly displaced according to the use of the device, it is necessary to check whether the fixed position of the light brightness sensor 2000 or the direction in which light is received is changed.

레이저 지그(2100)는 빛 밝기 센서의 상부에 구비되어 단결정 잉곳이 성장될 방향으로 레이저를 방출할 수 있다. 빛 밝기 센서(2000)의 제1 몸체에 상하 방향으로 점선으로 도시된 바와 같이 관통 홀이 구비되고, 레이저 지그(2100)에서 방출된 레이저는 상기의 관통 홀을 통하여 직진도 검증 지그(2200)로 진행할 수 있다.The laser jig 2100 is provided above the light brightness sensor to emit laser in a direction in which a single crystal ingot is to be grown. The first body of the light brightness sensor 2000 is provided with through-holes as shown by dotted lines in the vertical direction, and the laser emitted from the laser jig 2100 passes through the through-holes to the straightness verification jig 2200. can proceed

즉, 도 2의 빛 밝기 센서의 검증 장치에서는 단결정 잉곳이 직접 구비되지 않으므로, 직진도 검증 지그(2000)가 챔버(1110)의 상부에 구비되어 레이저 지그(2100)에서 조사되는 광을 수신할 수 있다. 또한, 빛 밝기 센서(2000)의 하부에서 챔버에 윈도우(1110)가 구비되어, 레이저 지그(2100)에서 방출된 레이저는 빛 밝기 센서(2000)에 형성된 관통 홀과 챔버(1100)에 형성된 윈도우(1110)를 통하여 각도 측정 지그(2300)로 진행할 수 있다.That is, since the single crystal ingot is not directly provided in the light brightness sensor verification device of FIG. 2 , the straightness verification jig 2000 is provided above the chamber 1110 to receive the light irradiated from the laser jig 2100. there is. In addition, a window 1110 is provided in the chamber at the bottom of the light brightness sensor 2000, and the laser emitted from the laser jig 2100 passes through a through hole formed in the light brightness sensor 2000 and a window formed in the chamber 1100 ( 1110 may proceed to the angle measuring jig 2300 .

도 4a 및 도 4b는 도 3에서 레이저 검증 지그에 레이저가 조사되는 것을 나타낸 도면이다.4a and 4b are diagrams showing that a laser is irradiated to the laser verification jig in FIG. 3 .

직진도 검증 지그(2200)는 제2 몸체(2210)의 상면에 직선형의 스케일(2250)이 구비될 수 있다. 상술한 빛 밝기 센서(2000)는 도 3에서 수평 방향으로 이동하며, 이때 레이저 지그(2100)도 수평 방향으로 이동하며 직진도 검증 지그(2200) 방향으로 레이저가 조사될 수 있다.The straightness verification jig 2200 may include a linear scale 2250 on the upper surface of the second body 2210 . The light brightness sensor 2000 described above moves in a horizontal direction in FIG. 3 , and at this time, the laser jig 2100 also moves in a horizontal direction, and a laser may be irradiated in the direction of the straightness verification jig 2200 .

따라서, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 레이저 지그(2100)에서 방출되는 광(레이저)은, 직진도 검증 지그(2200)의 직선형의 스케일(2250) 상에서 이동하여 측정될 수 있다.Accordingly, as shown in FIGS. 4A and 4B , the light (laser) emitted from the laser jig 2100 may be measured by moving on a linear scale 2250 of the straightness verification jig 2200 .

그리고, 레이저 지그(2100)의 이동에 따라, 레이저가 직선형의 스케일(2250)을 따라 이동하는 형상을 관측하여, 빛 밝기 센서(2000) 및 레이저 지그(2100)가 수평 방향으로 어긋남 없이 이동하는지 확인할 수 있다.In addition, as the laser jig 2100 moves, observe the shape in which the laser moves along the linear scale 2250 to check whether the light brightness sensor 2000 and the laser jig 2100 move without displacement in the horizontal direction. can

그리고, 빛 밝기 센서(2000)가 수평 방향으로 정확하게 이동하더라도, 단결정 잉곳을 향하여 정확한 각도에 구비되지 않으면, 단결정 잉곳의 지름을 정확히 측정하지 못할 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여, 아래의 각도 측정 지그 등을 설치할 수 있다.And, even if the light brightness sensor 2000 accurately moves in the horizontal direction, if it is not provided at an accurate angle toward the single crystal ingot, the diameter of the single crystal ingot may not be accurately measured. In order to prevent this problem, the angle measuring jig below can be installed.

도 5는 도2의 지지부재 위에 구비되는 각도 측정 지그 및 무선 촬상 장치를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view showing an angle measurement jig and a wireless imaging device provided on the support member of FIG. 2 .

각도 측정 지그(2300)는 지지 부재(1300)의 위에 배치될 수 있으며, 단결정 잉곳의 성장시에는 각도 측정 지그(2300)가 제거되고, 지지 부재(1300) 위에 도가니가 배치될 수 있다.The angle measurement jig 2300 may be disposed on the support member 1300 , and when the single crystal ingot is grown, the angle measurement jig 2300 may be removed and a crucible may be disposed on the support member 1300 .

각도 측정 지그(2300)는 제3 몸체(2310)와 상기 제3 몸체(2310)의 상면에 구비되는 원형의 스케일(2350)을 포함하는데, 원형의 스케일(2350)은 동심원을 가지는 복수의 스케일(2350)로 이루어질 수 있다.The angle measurement jig 2300 includes a third body 2310 and a circular scale 2350 provided on an upper surface of the third body 2310, and the circular scale 2350 includes a plurality of scales having concentric circles ( 2350).

그리고, 지지부재(1300)의 승강에 따라, 상술한 레이저 지그(2100)에서 방출된 광이, 복수의 스케일(2350) 중 다른 스케일에 도달하게 된다.In addition, as the support member 1300 moves up and down, the light emitted from the laser jig 2100 reaches another scale among the plurality of scales 2350 .

이때, 레이저 지그(2100)에서 방출된 레이저가 직진하므로, 지지부재(1300)의 승강에 따른 각도 측정 지그(2300)의 높이 변화와, 레이저가 도달하는 각도 측정 지그(2300)의 특정 스케일(2350)을 확인하면, 레이저의 진행 각도를 측정할 수 있다.At this time, since the laser emitted from the laser jig 2100 goes straight, the height change of the angle measuring jig 2300 according to the elevation of the support member 1300 and the specific scale 2350 of the angle measuring jig 2300 that the laser reaches ), the travel angle of the laser can be measured.

따라서, 레이저 지그(2100)에서 방출된 레이저가 장래의 단결정 잉곳 성장 공정에서 실리콘 융액의 계면에서의 단결정 잉곳의 가장 자리로 정확히 입사될 수 있을지 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed whether the laser emitted from the laser jig 2100 can be accurately incident on the edge of the single crystal ingot at the interface of the silicon melt in the future single crystal ingot growth process.

즉, 지지부재(1300)가 승강되고, 레이저 지그(2100)로부터 방출되어 서로 다른 높이의 각도 측정 지그에 도달하는 레이저의 입사 위치를 측정하고, 상기 레이저의 입사 위치로부터 레이저의 입사 각도를 연산할 수 있는데, 이러한 작용은 제어부(미도시)에서 이루어질 수 있다.That is, the support member 1300 is lifted, the incident position of the laser emitted from the laser jig 2100 and reaching the angle measurement jig at different heights is measured, and the incident angle of the laser is calculated from the incident position of the laser. However, this action may be performed in a control unit (not shown).

그리고, 실제로 단결정 잉곳이 성장할 때는 고온의 단결정 잉곳에서 방출되는 광을 빛 밝기 센서(2000)에서 정확히 수광하여 검출할 수 있으나, 도가니와 실리콘 융액 등이 제거된 상태에서는 챔버 내부가 어두워서 스케일(2350) 위에 레이저가 도달하는 위치와 각도 등을 정확히 확인하기 어려울 수 있다.In addition, when the single crystal ingot actually grows, the light emitted from the high-temperature single crystal ingot can be accurately received and detected by the light brightness sensor 2000, but when the crucible and the silicon melt are removed, the inside of the chamber is dark, so the scale It may be difficult to accurately check the position and angle at which the laser reaches above.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 각도 측정 지그(2300)와 인접하는 영역에 무선 촬상 장치(2400)를 배치할 수 있다. 무선 촬상 장치(2400)는 각도 측정 지그(2300)의 영상을 수신하는 카메라(2410) 및 각도 측정 지그(2300)에 광을 출사하는 조명 장치(2450)를 포함할 수 있다.To solve this problem, the wireless imaging device 2400 may be disposed in an area adjacent to the angle measuring jig 2300 . The wireless imaging device 2400 may include a camera 2410 that receives an image of the angle measuring jig 2300 and a lighting device 2450 that emits light to the angle measuring jig 2300 .

조명 장치(2450)에서 광을 조사하며 레이저가 스케일(2350)에 입사하는 형상을 카메라(2410)에서 측정하여, 레이저의 입사 위치와 각도 등을 정확히 측정할 수 있다.Light is irradiated from the lighting device 2450 and a shape of the laser incident on the scale 2350 is measured by the camera 2410, so that the incident position and angle of the laser can be accurately measured.

도 6은 도 2 내지 도 5에 도시된 장치를 사용하여 단결정 잉곳의 성장 장치의 빛 밝기 센서를 검증하는 방법을 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a method of verifying a light brightness sensor of a single crystal ingot growth apparatus using the devices shown in FIGS. 2 to 5 .

도 6에 도시된 바와 같이, 레이저 직진도가 중앙에 위치하는지(S110)를 확인한 후, 레이저가 중앙에 도달하지 않을 경우 레이저 직진도를 조정한다(S120).As shown in FIG. 6, after checking whether the laser straightness is located at the center (S110), if the laser does not reach the center, the laser straightness is adjusted (S120).

레이저 직진도의 확인은, 상술한 빛 밝기 검출 센서를 수평 방향으로 이동하며, 레이저가 직진도 검증 지그에서 스케일을 따라 수평 방향으로 이동하는지 확인하여 진행될 수 있다.The confirmation of the straightness of the laser may be performed by moving the light brightness detection sensor in the horizontal direction and checking whether the laser moves in the horizontal direction along the scale in the straightness verification jig.

그리고, 레이저의 초기 각도가 이론상의 각도와 동일한지 확인하여(S130), 레이저의 초기 각도가 이론상의 각도가 상이하면 레이저의 각도를 조정할 수 있다(S140).Then, it is checked whether the initial angle of the laser is the same as the theoretical angle (S130), and if the initial angle of the laser is different from the theoretical angle, the angle of the laser can be adjusted (S140).

레이저의 초기 각도는 각도 측정 지그에 입사하는 레이저의 입사각을 측정하여 측정할 수 있고, 측정 결과를 설계된 레이저의 입사각도인 이론 상의 각도와 비교할 수 있다.The initial angle of the laser can be measured by measuring the incident angle of the laser incident on the angle measuring jig, and the measurement result can be compared with the theoretical angle, which is the incident angle of the designed laser.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in more detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and may be variously modified without departing from the technical spirit of the present invention. . Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention, but to explain, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 시드척 100, 1100: 챔버
200: 내부 도가니 250, 250a, 250b: 외부 도가니
252: 홈 256: 플레이트
300, 1300: 지지부재 400, 1400: 가열부
500: 수냉관 600: 열차폐체
1000: 실리콘 단결정 잉곳의 성장 장치
1150: 인상 챔버 2000: 빛 밝기 센서
2100: 레이저 지그 2200: 직진도 검증 지그
2300: 각도 측정 지그 2400: 무선촬상장치10: seed chuck 100, 1100: chamber
200: inner crucible 250, 250a, 250b: outer crucible
252 groove 256 plate
300, 1300: support member 400, 1400: heating unit
500: water cooling tube 600: heat shield
1000: Silicon single crystal ingot growth device
1150: impression chamber 2000: light brightness sensor
2100: laser jig 2200: straightness verification jig
2300: angle measurement jig 2400: wireless imaging device

Claims (11)

챔버;
상기 챔버의 하부에 구비되어, 도가니를 회전 및 승하강시키는 지지부재;
상기 챔버의 상부에 구비되어 단결정 잉곳이 인상되는 영역을 제공하는 인상 챔버;
상기 인상 챔버의 측면에 구비되어 상기 도가니의 실리콘 융액으로부터 성장되는 상기 단결정 잉곳의 외면을 측정하는 빛 밝기 센서;
상기 빛 밝기 센서의 상부에 구비되어 상기 단결정 잉곳 방향으로 레이저를 방출하는 레이저 지그; 및
상기 빛 밝기 센서의 하부에 구비되어, 상기 레이저의 직진도를 검증하는 직진도 검증 지그를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.chamber;
a support member provided at a lower part of the chamber to rotate and move the crucible up and down;
a lifting chamber provided above the chamber to provide an area in which a single crystal ingot is pulled;
a light brightness sensor provided on a side surface of the lifting chamber and measuring an outer surface of the single crystal ingot grown from the silicon melt of the crucible;
a laser jig provided above the light brightness sensor and emitting a laser in the direction of the single crystal ingot; and
Verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus including a straightness verification jig provided under the light brightness sensor and verifying the straightness of the laser. 제1 항에 있어서,
상기 빛 밝기 센서는, 상기 성장되는 단결정 잉곳의 지름 방향으로 이동하며 상기 단결정 잉곳의 직경을 측정하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 1,
The light brightness sensor moves in the diameter direction of the single crystal ingot being grown and verifies the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus for measuring the diameter of the single crystal ingot. 제2 항에 있어서,
상기 빛 밝기 센서의 제1 몸체에 상하 방향으로 관통 홀이 구비되고,
상기 레이저 지그에서 방출된 레이저는 상기 관통 홀을 통하여 상기 직진도 검증 지그로 진행하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 2,
A through hole is provided in a vertical direction in the first body of the light brightness sensor,
The laser emitted from the laser jig proceeds to the straightness verification jig through the through hole. Verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus. 제3 항에 있어서,
상기 직진도 검증 지그는 제2 몸체의 상면에 직선형 스케일이 구비되고,
상기 빛 밝기 센서의 이동에 따라 상기 레이저 지그에서 방출되는 광은, 상기 직선형 스케일 상에서 이동하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 3,
The straightness verification jig is provided with a linear scale on the upper surface of the second body,
The light emitted from the laser jig according to the movement of the light brightness sensor is a verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus moving on the linear scale. 제2 항에 있어서,
상기 지지부재의 상면에 구비되어 상기 레이저의 도달 위치를 측정하는 각도 측정 지그를 더 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 2,
Verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus further comprising an angle measuring jig provided on the upper surface of the support member to measure the arrival position of the laser. 제5 항에 있어서,
상기 빛 밝기 센서의 제1 몸체에 상하 방향으로 관통 홀이 구비되고,
상기 빛 밝기 센서의 하부에서 상기 챔버에 윈도우가 구비되고,
상기 레이저 지그에서 방출된 레이저는 상기 관통 홀과 상기 윈도우를 통하여 상기 각도 측정 지그로 진행하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 5,
A through hole is provided in a vertical direction in the first body of the light brightness sensor,
A window is provided in the chamber at the lower part of the light brightness sensor,
The laser emitted from the laser jig proceeds to the angle measurement jig through the through hole and the window. Verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus. 제6 항에 있어서,
상기 각도 측정 지그는 제3 몸체의 상면에 원형 스케일이 구비되고,
상기 지지부재의 승강에 따라, 상기 레이저 지그에서 방출되는 광은, 상기 원형 스케일 위에서 이동하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 6,
The angle measurement jig is provided with a circular scale on the upper surface of the third body,
As the support member moves up and down, the light emitted from the laser jig moves on the circular scale. 제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 각도 측정 지그와 인접하여 구비되는 무선 촬상 장치를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to any one of claims 5 to 7,
Verification device of a light brightness sensor of a single crystal ingot growing device including a wireless imaging device provided adjacent to the angle measuring jig. 제8 항에 있어서,
상기 무선 촬상 장치는, 상기 각도 측정 지그의 영상을 수신하는 카메라 및 상기 각도 측정 지그에 광을 출사하는 조명 장치를 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 8,
The wireless imaging device includes a camera for receiving an image of the angle measuring jig and a lighting device for emitting light to the angle measuring jig. 제9 항에 있어서,
상기 지지부재를 승강하며, 상기 레이저 지그로부터 방출되어 복수의 높이의 상기 각도 측정 지그에 도달하는 레이저의 입사 위치를 측정하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 9,
A verification device of a light brightness sensor of a single crystal ingot growing apparatus for elevating the support member and measuring an incident position of a laser emitted from the laser jig and reaching the angle measuring jig at a plurality of heights. 제10 항에 있어서,
상기 복수의 높이의 각도 측정 지그에 입사된 상기 레이저의 입사 위치로부터, 상기 레이저의 입사 각도를 연산하는 제어부를 더 포함하는 단결정 잉곳 성장 장치의 빛 밝기 센서의 검증 장치.According to claim 10,
The verification device of the light brightness sensor of the single crystal ingot growing apparatus further comprising a control unit for calculating an incident angle of the laser from an incident position of the laser incident on the angle measuring jig of the plurality of heights.
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